干擾對齊方法在認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用研究.pdf

1、干擾對齊方法（Interference Alignment，IA）是一種能夠有效提高通信網(wǎng)絡(luò)吞吐量的方法，通過對信道參數(shù)的獲取與處理，在發(fā)送端對信號進行聯(lián)合處理，從而在接收端將干擾信號對齊到一定的子空間，期望信號處于另外的子空間。在一個多用戶對（user pair）的干擾信道內(nèi)，所有用戶對都能同時以在自身在無干擾條件下最大容量的一半的速率將信息傳輸至其對應(yīng)的接收端。
　　認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)（Cognitive Radio,CR）中包含兩類用

2、戶，主用戶（Primary User）和認(rèn)知用戶（Cognitive User），主用戶是需求必須被滿足的用戶，認(rèn)知用戶通過其認(rèn)知能力，在不妨礙主用戶甚至協(xié)助主用戶通信的條件下，利用主用戶的頻譜空洞進行自身通信。認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)能夠有效地提高稀缺頻譜資源的使用效率。
　　本文通過研究經(jīng)典干擾對齊方法和認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，結(jié)合干擾對齊方法和認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)，基于經(jīng)典的K+1用戶模型，給出干擾對齊方法在認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中的平行分離方案，并進一步提出單天線（SISO

3、）情況下自由度可達(dá)的上界，在此基礎(chǔ)上得出多天線（MIMO）情況下K+1用戶模型自由度（Degree of freedom,DOF）可達(dá)的上界以及對應(yīng)方案。在多天線(包括單天線)的情況下，可以達(dá)到：（1）主用戶使用的自由度小于系統(tǒng)可達(dá)自由度的一半，認(rèn)知用戶可以使用最大自由度的一半；（2）主用戶使用的自由度超過系統(tǒng)可達(dá)自由度的一半，認(rèn)知用戶可以漸進的獲得剩余的全部自由度。然而在以上干擾對齊方案中，主用戶參與干擾對齊并沒有為自身通信獲得好處，